第八章脂类代谢

Chapter 8 Lipid Metabolism (7h)

【教学目的】

通过本章教学，使学生掌握脂肪酸的β－氧化及其氧化过程中能量的计算；酮体的生成和利用。熟悉脂肪酸的合成及其与脂肪酸分解的区别；甘油磷脂的降解和合成。了解脂类的分类和生理功能；消化和吸收；胆固醇合成的基本过程及其转化。

【重点难点】

重点：脂肪酸氧化分解的全部过程，酮体的生成及利用，脂酰CoA的跨线粒体膜运输。

难点：脂肪酸的合成代谢，磷脂的代谢。

【教学内容】

Overview:

1. 脂类是脂肪和类脂的总称，是一大类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。

按其化学组成可分为：单纯脂，复合脂和非皂化脂（油脂的碱水解变成甘油和脂肪酸称皂化）。

单纯脂---是脂肪酸和醇类所形成的脂。

它无极性，又称中性脂。

主要包括脂肪和蜡。(蜡是长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯，如蜂蜡、白蜡、羊毛脂等。)

复合脂---由单纯脂和非脂溶性物质所构成的化合物，包括磷脂和糖脂。

2. Biological function of lipids:

1. 生物体的重要能源；9.3kcal/g脂肪

2. 构成生物膜的基本物质，其中磷脂，糖脂及胆固醇是膜脂类的三种重要类型；

3. 某些萜类（多个异戊二烯单位）及类固醇类物质

如VA，D，E，K，及固醇类激素具有营养代谢及调节功能；

4. 促进食物中脂溶性维生素及必需脂肪酸的吸收；

5. 作为细胞表面物质，与细胞识别，种特异性及组织免疫等有密切关系。

第一节脂类的酶促水解(Hydrolyses of lipids)

脂类的消化（主要在十二指肠中）

食物中的脂类主要是甘油三酯80-90%

还有少量的磷脂6-10%

胆固醇2-3%

胃的食物糜（酸性）进入十二指肠，刺激肠促胰液肽的分泌，引起胰脏分泌HCO-3至小肠（碱性）。脂肪间接刺激胆汁及胰液的分泌。胆汁酸盐使脂类乳化，分散成小微团，在胰腺分泌的脂类水解酶作用下水解。

胰腺分泌的脂类水解酶：

① 三脂酰甘油脂肪酶（水解三酰甘油的C1、C3酯键，生成2-单酰甘油和两个游离的

脂肪酸。胰脏分泌的脂肪酶原要在小肠中激活）

②磷脂酶A2（水解磷脂，产生溶血磷酸和脂肪酸）

③胆固醇脂酶（水解胆固醇脂，产生胆固醇和脂肪酸）

④辅脂酶（Colipase）（它和胆汁共同激活胰脏分泌的脂肪酶原）

第二节 甘油三酯的分解代谢(Catabolism of Triacylglycerol)

由脂肪酶催化。

脂肪酶（激素敏感性甘油三酯脂肪酶，是限速酶）、甘油二酯脂肪酶、甘油单酯脂肪酶肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素都可以激活腺苷酸环化酶，使cAMP浓度升高，促使依赖cAMP的蛋白激酶活化，后者使无活性的脂肪酶磷酸化，转变成有活性的脂肪酶，加速脂解作用。

胰岛素、前列腺素E1作用相反，可抗脂解。

油料种子萌发早期，脂肪酶活性急剧增高，脂肪迅速水解。

一、甘油的氧化分解(Oxidation of Glycerol)

在脂肪细胞中，没有甘油激酶，无法利用脂解产生的甘油。甘油进入血液，转运至肝脏后才能被甘油激酶磷酸化为3-磷酸甘油，再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮，进入糖酵解途径或糖异生途径。

二、脂肪酸的β氧化(β-Oxidation Pathway)

There are several different pathways of fatty acid oxidation in organisms, ainly including:β-oxidation,α-oxidation ,ω-oxidation

（一）β-oxidation of saturated fatty acids 饱和偶数碳脂肪酸的β氧化

1. β氧化学说

早在1904年，Franz 和Knoop就提出了脂肪酸β氧化学说。

用苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯甲酸衍生物马尿酸。

用苯基标记含隅数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯乙酸衍生物苯乙尿酸。

结论：脂肪酸的氧化是从羧基端β-碳原子开始，每次分解出一个二碳片断。

产生的终产物苯甲酸、苯乙酸对动物有毒害，在肝脏中分别与Gly反应，生成马尿酸和苯乙尿酸，排出体外。

β－氧化发生在肝及其它细胞的线粒体内。

2. 脂肪酸的β氧化过程

脂肪酸进入细胞后，首先被活化成酯酰CoA，然后再入线粒体内氧化。

（1）脂肪酸的活化（细胞质）

RCOO- + ATP + CoA-SH →RCO-S-CoA + AMP + PPi

生成一个高能硫脂键，需消耗两个高能磷酸键，反应平衡常数为1，由于PPi水解，反应不可逆。

细胞中有两种活化脂肪酸的酶：

内质网脂酰CoA合成酶，活化12C以上的长链脂肪酸

线粒体脂酰CoA合成酶，活化4~10C的中、短链脂肪酸

（2）脂肪酸向线粒体的转运

中、短链脂肪酸（4-10C）可直接进入线粒体，并在线粒体内活化生成脂酰CoA。

长链脂肪酸先在胞质中生成脂酰CoA ，经肉碱转运至线粒体内。

肉(毒)碱：L-β羟基-r-三甲基铵基丁酸

脂酰CoA 进入线粒体后，在基质中进行β氧化作用

（3）β氧化4个循环的步骤。

脂酰CoA 脱氢生成β-反式烯脂酰CoA 脂酰CoA 脱氢酶

△2反式烯脂酰CoA 水化生成L-β-羟脂酰CoA β-烯脂酰CoA 水化酶

L-β-羟脂酰CoA 脱氢生成β-酮脂酰CoA L-β羟脂酸CoA 脱氢酶 β-酮脂酰CoA 硫解生成乙酰CoA 和（n-2）脂酰CoA 酮脂酰硫解酶

3. 脂肪酸β-氧化作用小结

脂肪酸β-氧化时仅需活化一次，其代价是消耗1个A TP 的两个高能键

（1） 长链脂肪酸由线粒体外的脂酰CoA 合成酶活化，经肉碱运到线粒体内；中、短

链脂肪酸直接进入线粒体，由线粒体内的脂酰CoA 合成酶活化。

（2） β-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤

（3） β-氧化的产物是乙酰CoA ，可以进入TCA

4. 脂肪酸β-氧化产生的能量

以硬脂酸为例，18碳饱和脂肪酸

胞质中： ⑴活化：消耗2A TP ，生成硬脂酰CoA

线粒体内：

⑵脂酰CoA 脱氢：FADH 2 ，产生2A TP

⑶β-羟脂酰CoA 脱氢：NADH ，产生3A TP

⑷β-酮脂酰CoA 硫解：乙酰CoA → TCA ，12A TP

(n-2)脂酰CoA → 第二轮β氧化

活化消耗： -2A TP

β氧化产生： 8×（2+3）A TP = 40

9个乙酰CoA ： 9×12 A TP = 108

净生成： 146A TP

饱和脂酸完全氧化净生成A TP 的数量：(8.5n-7)A TP (n 为偶数)

硬脂酸燃烧热值：–2651 kcal

β-氧化释放：146A TP ×(-7.3Kcal)=-1065.8Kcal

转换热效率

（二） Oxidation of unsaturated fatty acids （不饱和脂肪酸的β-氧化）

Unsaturated fatty acids require some additional processing before they can be degraded complete.

1. 单不饱和脂肪酸的氧化——油酸的β氧化

△3顺—△2反烯脂酰CoA 异构酶（改变双键位置和顺反构型）

（146-2）A TP

2. 多不饱和脂酸的氧化——亚油酸的β氧化

△3顺—△2反烯脂酰CoA 异构酶（改变双键位置和顺反构型）

β-羟脂酰CoA 差向酶（改变β-羟基构型：D →L 型）

（146—2—2）A TP

%2.4026518

.1065

3. 奇数碳脂肪酸的β氧化

奇数碳脂肪酸经反复的β氧化，最后可得到丙酰CoA，丙酰CoA有两条代谢途径：（1）丙酰CoA转化成琥珀酰CoA，进入TCA。

动物体内存在这条途径，因此，在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。

反刍动物瘤胃中，糖异生作用十分旺盛，碳水化合物经细菌发酵可产生大量丙酸，进入宿主细胞，在硫激酶作用下产丙酰CoA，转化成琥珀酰CoA，参加糖异生作用。

（2）丙酰CoA转化成乙酰CoA，进入TCA

这条途径在植物、微生物中较普遍。

有些植物、酵母和海洋生物，体内含有奇数碳脂肪酸，经β氧化后，最后产生丙酰CoA。

（三）脂酸的其它氧化途径

1. α—氧化（不需活化，直接氧化游离脂酸）

植物种子、叶子、动物的脑、肝细胞，每次氧化从脂酸羧基端失去一个C原子。

RCH2COOH→RCOOH+CO2

α—氧化对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸（如脑中C22、C24）有重要作用

2. ω—氧化（ω端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成酸）

动物体内多数是12C以上的羧酸，它们进行β氧化，

ω—氧化涉及末端甲基的羟基化，生成一级醇，并继而氧化成醛，再转化成羧酸。

ω—氧化在脂肪烃的生物降解中有重要作用。泄漏的石油，可被细菌ω氧化，把烃转变成脂肪酸，然后经β氧化降解。

第三节 酮体代谢(Metabolism of Ketone Bodies)

脂肪酸β-氧化产生的乙酰CoA，在肌肉和肝外组织中直接进入TCA，然而在肝、肾脏细胞中还有另外一条去路：生成乙酰乙酸、D-β-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称酮体。

酮体在肝中生成后，再运到肝外组织中利用。

一、酮体的生成(Formation of Ketone Bodies)

酮体的合成发生在肝、肾细胞的线粒体内。

形成酮体的目的是将肝中大量的乙酰CoA转移出去，乙酰乙酸占30%，β—羟丁酸70%，少量丙酮。（丙酮主要由肺呼出体外）

肝脏线粒体中的乙酰CoA走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利用性。饥饿状态下，草酰乙酸离开TCA，用于异生合成Glc。当草酰乙酸浓度很低时，只有少量乙酰CoA 进入TCA，大多数乙酰CoA用于合成酮体。

当乙酰CoA不能再进入TCA时，肝脏合成酮体送至肝外组织利用，肝脏仍可继续氧化脂肪酸。

肝中酮体生成的酶类很活泼，但没有能利用酮体的酶类。因此，肝脏线粒体合成的酮体，迅速透过线粒体并进入血液循环，送至全身。

二、酮体的利用(Oxidation of Ketone Bodies)

肝外许多组织具有活性很强的利用酮体的酶。

乙酰乙酸被琥珀酰CoA转硫酶（β-酮脂酰CoA转移酶）活化成乙酰乙酰CoA

心、肾、脑、骨骼肌等的线粒体中有较高的酶活性，可活化乙酰乙酸。

乙酰乙酸+琥珀酰CoA→乙酰乙酰CoA+琥珀酸

然后，乙酰乙酰CoA被β氧化酶系中的硫解酶硫解，生成2分子乙酰CoA，进入TCA。

β—羟基丁酸由β—羟基丁酸脱氢酶催化，生成乙酰乙酸，然后进入上述途径。

丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸，进入TCA或异生成糖。

肝脏氧化脂肪时可产生酮体，但不能利用它（缺少β—酮脂酰CoA转移酶），而肝外组织在脂肪氧化时不产生酮体，但能利用肝中输出的酮体。

在正常情况下，脑组织基本上利用Glc供能，而在严重饥饿状态，75%的能量由血中酮体供应。

三、酮体生成的生理意义

酮体是肝内正常的中间代谢产物，是肝输出能量的一种形式。

酮体溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌肉毛细管壁，是心、脑组织的重要能源。脑组织不能氧化脂酸，却能利用酮体。长期饥饿，糖供应不足时，酮体可以代替Glc，成为脑组织及肌肉的主要能源。

正常情况下，血中酮体0.03~0.5 mmal/2。在饥饿、高脂低糖膳食时，酮体的生成增加，当酮体生成超过肝外组织的利用能力时，引起血中酮体升高，导致酮症酸（乙酰乙酸、β—羟丁酸）中毒，引起酮尿。

第四节甘油三酯的合成代谢(Synthesis of Triacylglycerol)

一、脂肪酸的合成(Fatty Acid Synthesis)

生物体内的脂肪酸多种多样，脂肪酸链的长短不一,不饱和键的数目和位置也各不相同。

脂肪酸的合成是在细胞质中以乙酰CoA为原料,消耗ATP和NADPH，生成16C的软脂酸，经过加工生成各种脂肪酸。

脂肪酸合成过程包括：饱和脂肪酸的从头合成；脂肪酸碳链的延长；不饱和键的形成。

所有的生物都可用糖合成脂肪酸，有两种合成方式。

A. 从头合成（乙酰CoA）——在胞液中（16碳以下）

B. 延长途径——在线粒体或微粒体中

高等动物的脂类合成在肝脏、脂肪细胞、乳腺中占优势。

(1) 饱和脂肪酸的从头合成

合成部位：细胞质中

合成的原料：乙酰CoA（主要来自Glc酵解）、NADPH（主要来自磷酸戊糖途径）

A TP、HCO3—

①乙酰CoA的转运

细胞内的乙酰CoA几乎全部在线粒体中产生，而合成脂肪酸的酶系在胞质中，乙酰CoA必须转运出来。

转运方式：柠檬酸-丙酮酸循环

②丙二酸单酰CoA的生成（限速步骤）

脂肪合成时，乙酰CoA是脂肪酸的起始物质（引物），其余链的延长都以丙二酸单酰CoA的形式参与合成。

所用的碳来自HCO3—（比CO2活泼），形成的羧基是丙二酸单酰CoA的远端羧基

乙酰CoA羧化酶：（辅酶是生物素）为别构酶，是脂肪酸合成的限速酶，柠檬酸可激活此酶，脂肪酸可抑制此酶。

③脂酰基载体蛋白（ACP）

脂肪酸合成酶系有7种蛋白质，其中6种是酶（乙酰CoA：ACP转移酶、丙二酸单酰CoA：ACP转移酶、β—酮脂酰-ACP合酶、β酮脂酰-ACP还原酶、β—羟脂酰-ACP 脱水酶、烯脂酰—ACP还原酶），1种是脂酰基载体蛋白（ACP），它们组成了脂肪酸合成酶复合体

ACP上的Ser羟基与4-磷酸泛酰巯基乙胺上的磷酸基团相连，4-磷酸泛酰巯基乙胺是ACP和CoA的共同活性基团。

脂肪酸合成过程中的中间产物，以共价键与ACP辅基上的-SH基相连，ACP辅基就象一个摇臂，携带脂肪酸合成的中间物由一个酶转到另一个酶的活性位置上。

④脂肪酸的生物合成步骤

第一阶段：缩合

第二阶段：还原(包括还原、脱水、还原)

第三阶段：释放

第一次循环，产生丁酰-S-ACP。

第二次循环，丁酰-S-ACP的丁酰基由ACP转移至β-酮脂酰-ACP合成酶上，再接受第二个丙二酸单酰基，进行第二次缩合。

奇数碳原子的饱和脂肪酸也由相此途径合成，只是起始物为丙二酸单酰-S-ACP，而不是乙酰-S-ACP，逐加的二碳单位也来自丙二酸单酰-S-ACP。

多数生物的脂肪酸合成步骤仅限于形成软脂酸（16C）。经过7次循环后，合成的软脂酰-S-ACP经硫脂酶催化生成游离的软脂酸，或由ACP转到CoA上生成软脂酰CoA，或直接形成磷脂酸。

对链长有专一性的酶是β-酮脂酰ACP合成酶，它不能接受16C酰基。

由乙酰-S-CoA合成软脂酸的总反应：

8乙酰CoA + 14NADPH + 14H+ + 7A TP + H2O→软脂酸+ 8CoASH + 14NADP+ + 7ADP + 7Pi 从脂肪酸的合成过程可看出：脂类代谢与糖代谢密切相关。脂肪酸合成所需要的碳原子，ATP，NADPH等都来自糖的分解代谢。

附：脂肪酸氧化与合成途径的比较

合成（从乙酰CoA开始）氧化（生成乙酰CoA）细胞中部位细胞质线粒体

酶系7种酶，多酶复合体或多酶融合体4种酶分散存在

酰基载体ACP CoA

二碳片段丙二酸单酰CoA 乙酰CoA

电子供体（受体）NADPH FAD、NAD

β-羟脂酰基构型D型L型

对HCO3及柠檬

酸的要求

要求不要求

能量变化消耗7个A TP及14个NADPH，共

49A TP。产生（7FADH2+7NADH-2A T P）共33A TP

产物只合成16碳酸以内的脂酸，延长

需由别的酶完成。

18碳酸可彻底降解

（2） The elongation of fatty acids beyond C16 palmitae（16C以上脂肪酸碳链的延长） β-酮脂酰-ACP合成酶最多只能接受14碳的酰基，不能接受16碳酰基。因此，从头合成只能合成16C软脂酸。

①线粒体脂肪酸延长酶系

能够延长中、短链（4-16C）饱和或不饱和脂肪酸，延长过程是β-氧化过程的逆转，乙酰CoA作为二碳片段的供体，NADPH作为氢供体。

②内质网脂肪酸延长酶系

哺乳动物细胞的内质网膜能延长饱和或不饱和长链脂肪酸（16C及以上），延长过程与从头合成相似，只是以CoA代替ACP作为脂酰基载体，丙二酸单酰CoA作为C2供体，NADPH作为氢供体，从羧基端延长。

（3） 不饱和脂肪酸的合成

Formation of double bonds去饱和途径

脂酰CoA去饱和酶，催化软脂酰CoA及硬脂酰CoA分别在C9-C10脱氢，生成棕榈油酸（△9 16:1）和油酸(△9 18:1)

在人类及多数动物体内，只能合成一个双键的不饱和脂肪酸（△9），如硬脂酸脱氢生成油酸，软脂酸脱氢生成棕榈油酸。

植物和某些微生物可以合成(△12)二烯酸、三烯酸，甚至四烯酸。

某些微生物(E. coli)、酵母及霉菌能合成二烯、三烯和四烯酸。

由于缺乏在脂肪酸的第四位碳原子以上位置引入不饱和双链的去饱和酶，人和哺乳动物不能合成足够的十八碳二烯酸（亚油酸）、十八碳三烯酸（亚麻酸）。必须由食物供给，称必须脂肪酸。

二、3－磷酸甘油的合成(Synthesis of Glycerol 3-phosphate)

三、甘油三酯的合成(Synthesis of Triacylglycerol)

第五节磷脂代谢(Metabolism of Phospholipids)(see Fig)

一、磷脂的分解代谢(Catabolism Phospholipids) (see Fig)

二、甘油磷脂的生物合成(Synthesis of Phospholipids)

Phosphatidic acid is the common precursor for the syntheses of both triacylglycerols and glycerophospholipids. Two strategies are taken for converting phosphatidic acid to glycerophospholipid.

第六节胆固醇代谢(Metabolism of Cholesterol)

一、胆固醇的合成(Synthesis of Cholesterol)

The process occurs in four stages:

Stage 1: the three acetate units condense to form a six-carbon intermediate, mevalonate.

Stage 2: involves the conversion of mevalonate into activated isoprene units,

Stage 3: the polymerization of six 5-carbon isoprene units ta form the 30-carbon linear structure of squalene.

Stage 4: the cyclization of squalene forms the four rings of the steroid nucleus, and a further series of changes leads to the final product, cholesterol.

二、胆固醇的转化(Transform of Cholesterol)(see Fig)

第七节脂代谢的调控(Regulation of Lipid Metabolism)

【思考题】

1、Define the following terms: β－oxidation；α－oxidation；ω－oxidation;

Ketone bodies

2、How dose fatty acid synthesis in plants differ from fatty acid synthesis in animals?

3、计算1mol硬脂酸彻底氧化可净产生多少mol ATP？

4、不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸氧化途径的区别？

5、酮体是如何产生和氧化的？为什么肝脏产生的酮体要在肝外组织才能被利用？

第八章 脂类代谢习题

第八章脂类代谢 一、名词解释 1.脂肪酸的β—氧化：脂脂肪酸在一系列酶的催化下，在ɑ、β碳原子间断裂，β-碳原子被氧化成羧基，生成乙酰CoA和比原先少两个碳的脂酰CoA的过程； 2.必需脂肪酸：人或动物正常生长发育羧必需的，而自身又不能合成，只有从食物中获得，的脂肪酸，通常指：亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸； 3.-氧化及其它代谢产生的乙酰CoA，在一般细胞中可进入三羧酸循环进行氧化分解，但在肝脏细胞中，其氧化则不很完全，出现一些氧化的中 -羟丁酸和丙酮，它们称为酮体。肝脏生成的酮体可在肝外组织被利用； 4.血脂：血浆中所含的之类统称为血脂，包括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯、游离脂肪酸等； 5.外源性脂类： 6.内源性脂类： 7. 脂肪酸α-氧化：α-氧化作用在哺乳动物的脑组织和神经细胞的微粒体中进行，由微粒体氧化酶系催化，使游离的长链脂肪酸在α-碳原子上的氢被氧化成羟基，生成α-羟脂酸。长链的α-羟脂酸是脑组织中脑苷脂的重要成分，α-羟脂酸可以进一步氧化脱羧，形成少一个碳原子的脂肪酸； 8. 脂肪酸ω-氧化：动物体内十二碳以下的短链脂肪酸，在肝微粒氧化酶系催化下，通过碳链甲基端碳原子（ω﹣碳原子）上的氢被氧化成羟基，生成ω﹣羟脂酸、ω﹣醛脂酸等中间产物，再进一步氧化为α，ω﹣二羧酸； 9. 柠檬酸-丙酮酸循环：线粒体内乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合柠檬酸然后经内膜上的三羧酸载体运至胞液中，在柠檬酸裂解酶催化下需消耗ATP将柠檬酸裂解回草酰乙酸和乙酰辅酶A，后者可利用脂肪酸合成，而草酰乙酸经还原后在苹果酸脱氢酶的催化下生成苹果酸，苹果酸又在苹果酸酶的催化下变成丙酮酸，丙酮酸经内膜载体运回线粒体，在丙酮酸羧化酶作用下重新生成草酰乙酸； 10. 简单脂质：由脂肪酸与醇（甘油醇、一元醇）所形成的脂，分为脂、油、蜡；

第八章 脂类代谢

第八章脂类代谢 【目的与要求】 1、了解脂类物质的组成、种类和生理功能及在体内的消化与吸收过程。 2、重点掌握脂肪酸的β-氧化途径：包括脂肪酸进入线粒体的运载、β-氧化的反应 过程、过程中的能量变化。 3、了解酮体的合成与分解途径。 4、掌握脂肪酸的从头合成途径。 5、了解不饱和脂肪酸的合成过程。 【教学内容】 1、脂肪的分解代谢。 2、脂肪的生物合成。 【重点与难点】 1、脂肪的合成部位、原料及基本过程。 2、脂酸的β-氧化反应过程、限速酶、能量的生成。 3、软脂酸的合成部位、合成原料、合成酶系及反应过程。 【教学方法】 多媒体授课。 【教学时数】 5学时

第一节脂类概述 一、脂类的定义及分类 （一）定义 脂类是脂肪和类脂的总称是一类不溶于水而溶于有机溶剂的生物有机分子（根据溶解性定义），对多数脂质，其化学本质是脂肪酸和醇形成的酯类及其衍生物。 脂肪酸：4C以上的长链（饱和或不饱和）一元羧酸 月桂酸（12:0）、豆蔻酸（14:0）、软脂酸（棕榈酸）（16:0）、硬脂酸（18:0）必需脂酸—亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成，需从食物摄取，故称必需脂酸。 醇：甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇 （二）分类 脂类按化学结构和组成可分为三大类： 1、单纯脂质： 是脂肪酸（C4 以上）和醇（甘油醇和高级一元醇）构成的酯。又分为： 脂肪（室温下：液态→油；固态→脂）：甘油+3 个不同脂肪酸（多为偶数碳原子→脂肪） 蜡：高级脂肪酸（C12－C32）+高级醇（C26－C28）或固醇→蜡 2、复合脂质： 单纯脂质+非脂溶性物质 磷脂含磷酸的单纯脂质衍生物，生物膜的主要成分包括甘油磷脂、鞘磷脂 糖脂即糖脂酰甘油，糖苷与甘油分子第三个羟基以糖苷键相连，甘油的另两个羟基被脂肪酸脂化。主要存在于：动物神经系统、植物叶绿体及代谢活跃部位。包括脑苷脂和神经节苷脂。 3、衍生脂质 （1）取代烃：脂肪酸、高级醇，少量脂肪醛、脂肪胺。 （2）固醇类（甾类）是环戊烷多氢菲的衍生物，因含有醇基故命名为固醇。 （3）萜 （4）其它：V A、VD、VE、VK、脂酰CoA、脂多糖、脂蛋白 二、功能 1、贮存能量和供给能量是脂肪最重要的生理功能（90%的脂肪贮存）。 2、结构脂质。 3、生物活性物质。 （1）胆固醇 （2）萜类：包括脂溶性维生素(A，D，E，K)和多种光合色素（如类胡萝卜素）。 （3）电子载体：泛醌、质体醌 （4）信号分子：磷脂酰肌醇、肌醇三磷酸

生物化学 第8章 脂类代谢

第八章脂类代谢 一、填空题： 1．大部分饱和脂肪酸的生物合成在中进行。 2．自然界中绝大多数脂肪酸含数碳原子。 3．脂肪酸生物合成的原料是，其二碳供体的活化形式是。4．生成丙二酸单酰CoA需要酶系催化，它包含有三种成份、_ 和。 5．饱和脂肪酸从头合成需要的引物是，其产物最长可含有碳原子。6．人体必需脂肪酸是、和。 7．饱和脂肪酸从头合成的还原力是，它是由代谢途径和转换所提供。8．大于十六碳原子的脂肪酸是生物体内相应的各个系统的酶催化合成。 9．在真核生物中，不饱和脂肪酸的脱饱和是通过途径完成的，催化反应的酶叫。10．硬脂酸(C18)经β-氧化分解，循环次，生成分子乙酰CoA，FADH2和NADH。11．脂肪酸β-氧化是在中进行的，氧化时第一次脱氢的受氢体是，第二次脱氢的受氢体是，β-氧化的终产物是。 12．真核生物中，一摩尔甘油彻底氧化成C02和H20生成摩尔A TP。 13．在油料种子萌发的时候，由脂肪酸分解生成的通过生成琥珀酸，再进一步生成后通过途径合成葡萄糖，供幼苗生长之用。 14．乙酰COA主要由、和降解产生。 二、选择题(只有一个最佳答案)： 1．在高等动、植物中，脂肪酸以下列哪种形式参与三酰甘油的生物合成( ) ①游离脂肪酸②脂酰ACP ③脂酰CoA④以上三种均不是 2．脂肪酸生物合成中，将乙酰基运出线粒体进入胞液中的物质是( ) ①CoA②肉碱③柠檬酸④以上三种均不是 3．1分子十八碳脂肪酸经β-氧化和三羧酸循环净产生( )A TP ①130 ②129 ③147 ④148 4．饱和脂肪酸从头合成和β-氧化过程中，两者共有( ) ①乙酰CoA②FAD ③NAD+④含生物素的酶 5．长链脂肪酸从胞浆转运到线粒体内进行β-氧化作用，所需载体是( ) ①柠檬酸②肉碱③辅酶A④α-磷酸甘油 6．脂肪酸从头合成所用的还原剂是( ) ①NADPH＋H+②NADH+H+③FADH2④FMNH2 7．脂肪酸氧化作用的连续进行与下列哪种酶无关( ) ①脂酰CoA脱氢酶②烯脂酰CoA水合酶③β-酮脂酰CoA硫解酶④缩合酶 8．β-氧化中，脂酰CoA脱氢酶催化反应时所需的辅因子是( ) ①FAD ②NAD+③A TP ④NADP+ 9．植物体内由软脂酸(C16)生成硬脂酸(C18)其原料是( ) ①乙酰CoA②乙酰ACP ③丙二酸单酰CoA④丙二酸单酰ACP 10．在脂肪酸的合成中，每次碳链的延长都需要什么直接参加？（）

第八章 脂类代谢作业萧蓓蕾

第八章脂类代谢 作业 一、名词解释 1.脂肪酸的β-氧化 2. 脂肪动员 3. 酮体 4. 脂肪酸活化作用 5. 必需脂肪酸 二、填空题 1. 一分子16碳长链脂酰CoA可经次β-氧化生成分子乙酰CoA。 2.脂肪酸的从头合成过程，发生在中，以为原料，以为二碳单位载体，合成不超过个碳的脂肪酸。其脂肪酸合酶系统包括六种酶以及一辅助蛋白。 3.在所有细胞中乙酰基的主要载体是，ACP是，它在体内的作用是。 4. 脂肪酸β-氧化过程包括、、和四个连续反应步骤。 5. .大肠肝菌脂肪酸合成酶复合体至少由六种酶组成，分别为、、、、、和一个对热稳定的低分子量蛋白质。 6. 脂肪酸生物合成的原料是。 7. 磷脂酶A2的水解产物是和，磷脂酶D的水解产物是和。 8. 一分子脂肪酸活化后需经转动才能由胞浆进入线粒体内氧化，线粒体内的乙酰CoA需经 才能将其带出线粒体，参与脂肪酸的合成。 三、选择题 1.脂肪酸从头合成的酰基载体是( )。 A.ACP B.CoA C.生物素 D.TPP 2.长链脂肪酸从胞浆运转到线粒体内进行β-氧化作用，所需载体是:（） A.柠檬酸 B.肉碱 C.辅酶A D.酰基载体蛋白 3. 下列关于酮体的叙述错误的是：( ) A.酮体是乙酰乙酸，β-羟丁酸和丙酮的总称 B.酮体在血液中的积累是由于糖代谢异常的结果 C.酮尿症是指病人体内过量的酮体从尿中排出 D.酮体是体内不正常的代谢产物。 4.为了使长链脂酰基从胞浆转运到线粒体内进行脂酸的β－氧化,所需要的载体为（）。 A.柠檬酸 B.肉碱 C.酰基载体蛋白 D.3－磷酸甘油 5. 脂肪酸生物合成的限速酶是（）。 A.柠檬酸合酶 B.乙酰辅酶A羧化酶 C.HMGCoA还原酶 D.脂肪合酶 6.脂肪酸从头合成的反应顺序是（）。 A.脱氢、再脱氢、水合和硫解 B.缩合、还原、脱水和再还原 C. 还原、缩水、再还原和脱水 D.脱氢、水合再脱氢和硫解 7.脂肪酸的β-氧化不需要（）。 A.NAD+ B.FAD C.NADP+ D.CoA.SH 8. 生物体彻底氧化软脂酸（棕榈酸：C16烷酸）时可净产成多少ATP分子（）。 A.38 B.2 C.129 D.66 9.胞质中合成脂肪酸的限速酶是（）。 A.β-酮脂酰合成酶 B. 脂酰转移酶 C.水化酶 D.软脂酸脱酰酶 E乙酰CoA羧化酶 10. 生成磷酸甘油的前体是（）。 A.丙酮酸 B.乙醛 C.磷酸二羟丙酮 D. 乙酰CoA 11. 下列哪一种化合物不参加由乙酰CoA合成脂肪酸的反应（）。 A.CH3COCOOH B.HOOCCH2COSCOA C.NADPH＋H+ D.CO2(HCO3-) 12.甘油通过生成（）中间产物进入糖酵解途径。 A.二羟丙酮 B.甘油醛 C.磷酸二羟丙酮 D.3-磷酸甘油酸 四、简答题

第八章脂类代谢

Chapter 8 Lipid Metabolism (7h) 【教学目的】 通过本章教学，使学生掌握脂肪酸的β－氧化及其氧化过程中能量的计算；酮体的生成和利用。熟悉脂肪酸的合成及其与脂肪酸分解的区别；甘油磷脂的降解和合成。了解脂类的分类和生理功能；消化和吸收；胆固醇合成的基本过程及其转化。 【重点难点】 重点：脂肪酸氧化分解的全部过程，酮体的生成及利用，脂酰CoA的跨线粒体膜运输。 难点：脂肪酸的合成代谢，磷脂的代谢。 【教学内容】 Overview: 1. 脂类是脂肪和类脂的总称，是一大类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。 按其化学组成可分为：单纯脂，复合脂和非皂化脂（油脂的碱水解变成甘油和脂肪酸称皂化）。 单纯脂---是脂肪酸和醇类所形成的脂。 它无极性，又称中性脂。 主要包括脂肪和蜡。(蜡是长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯，如蜂蜡、白蜡、羊毛脂等。) 复合脂---由单纯脂和非脂溶性物质所构成的化合物，包括磷脂和糖脂。 2. Biological function of lipids: 1. 生物体的重要能源；9.3kcal/g脂肪 2. 构成生物膜的基本物质，其中磷脂，糖脂及胆固醇是膜脂类的三种重要类型； 3. 某些萜类（多个异戊二烯单位）及类固醇类物质 如VA，D，E，K，及固醇类激素具有营养代谢及调节功能； 4. 促进食物中脂溶性维生素及必需脂肪酸的吸收； 5. 作为细胞表面物质，与细胞识别，种特异性及组织免疫等有密切关系。 第一节脂类的酶促水解(Hydrolyses of lipids) 脂类的消化（主要在十二指肠中） 食物中的脂类主要是甘油三酯80-90% 还有少量的磷脂6-10% 胆固醇2-3% 胃的食物糜（酸性）进入十二指肠，刺激肠促胰液肽的分泌，引起胰脏分泌HCO-3至小肠（碱性）。脂肪间接刺激胆汁及胰液的分泌。胆汁酸盐使脂类乳化，分散成小微团，在胰腺分泌的脂类水解酶作用下水解。 胰腺分泌的脂类水解酶： ① 三脂酰甘油脂肪酶（水解三酰甘油的C1、C3酯键，生成2-单酰甘油和两个游离的

第八章 脂类代谢

第八章脂代谢 一、选择题 1．β-氧化第一次脱氢反应的辅酶是（）。 A．NAD+ B．NADP+ C．FMN D．FAD E．TPP 2．当乙酰CoA羧化酶受抑制时，下列哪条代谢途径会受到影响A．胆固醇合成 B．酮体合成 C．脂肪酸氧化 D．脂肪酸合成 E．血浆脂蛋白合成 3．长期饥饿时，大脑的能量来源主要是：（） A．脂酸 B．酮体 C．甘油 D．氨基酸 E．丙酮酸 4．携带脂酰基进入线粒体基质的是：（） A．天冬氨酸．胆碱 C．苹果酸 D．肉碱 E．柠檬酸5．脂肪酸生物合成的限速酶是（） A．肉碱脂酰转移酶I B．乙酰CoA羧化酶 C．脂酰CoA合成酶D．水化酶 E．HMG-CoA合成酶 6．下列哪一生化反应在线粒体内进行（） A．脂肪酸β-氧化 B．脂肪酸生物合成 C．甘油三酯的生物合成D．糖酵解 E．甘油磷脂的合成 7．脂肪大量动员时肝内生成的乙酰CoA主要转变为（）A．葡萄糖 B．胆固醇 C．脂肪酸 D．酮体 E．胆固醇酯8．18碳硬脂酸经过β氧化其产物通过三羧酸循环和氧化磷酸化生成ATP的摩尔数为（） A．131 B．129 C．120 D．122 E．128 9．脂肪酸在肝脏进行β氧化不生成下列哪一种化合物?（） A． H 2O B．乙酰CoA C．脂酰CoA D． NADH E． FADH 2 10．胆固醇是下列哪一种化合物的前体?（） A． CoA B．泛醌C．维生素A D．维生素D E．维生素E 11．关于脂肪酸的β氧化，叙述正确的是（） A．脂肪酸活化是由线粒体内的脂肪酰辅酶A合成酶催化的 B．脂肪酸或脂酰CoA可自由进入线粒体 C．是体内利用脂肪酸的惟一途径 D．每进行1次β氧化，生成1分子乙酰CoA和比原来少2个碳的新脂酰CoA E．氧化过程是脂肪酸和辅酶A在CTP参与下生成脂酰CoA 12．能抑制甘油三酯分解的激素是（） A．甲状腺激素 B．去甲肾上腺素 C．胰岛素 D．肾上腺素 E.生长素13．脂肪酸彻底氧化的产物是（） A．乙酰CoA B．脂酰CoA C．丙酰CoA D．乙酰CoA 及FADH 2．NAD++H+ E．H 2 O．CO 2 及释出的能量 14．有关酮体的叙述，正确的是（） A．包括乙酰乙酸．丙酮酸和β-羟丁酸 B．是脂肪酸在肝内大量分解时生成的产物 C．是脂肪酸在肝内分解代谢中产生的一类中间产物D．是酸性产物，正常血液中不存在

第八章 脂代谢资料讲解

第八章脂代谢

第八章脂代谢 1．脂肪细胞中的脂解产物甘油是如何转变为丙酮酸的？ 2．脂肪酸氧化和脂肪酸的合成是如何协同调控的？ 3．比较脂肪酸氧化和脂肪酸合成有哪些异同点和相同点？ 4．为什么哺乳动物脂肪酸不能转变为葡萄糖？ 5．酮体是怎么产生的？酮体可以利用吗？ 6．磷脂酶A1、A2、C和D的水解产物各是什么？ 7．胆固醇合成的关键酶是什么？如何调控？ 8．人体能合成亚油酸和亚麻酸吗？为什么？ 9．lmol油酸彻底氧化产生多少摩尔ATP？ 10．为什么在长期饥饿和糖尿病状态下，血液中酮体浓度会升高？ 11．在脂肪酸合成过程中，为什么逐加的ZC单位来自丙二酸单酰CoA而不是乙酸CoA？ 12．在反刍动物中丙酸代谢为什么重要？ 13．为什么在大多数情况下，真核生物仅限于合成软脂酸？ 参考答案

返回习题 1．由于脂肪细胞缺少甘油激酶，所以脂解产物甘油不能被脂肪细胞利用，必须通过血液运至肝脏进行代谢。在肝细胞，甘油首先在甘油激酶的作用下生成3一磷酸甘油，再进一步在磷酸甘油脱氢酶的作用下生成磷酸二羟丙酮。磷酸二羟丙酮转变成3一磷酸甘油醛后进入酵解途径，最终转变为丙酮酸。 2．脂肪酸的氧化和脂肪酸的合成是两条相反的途径，在体内受到严格的调节控制。脂肪酸氧化的限速步骤是脂肪酸从胞质到线粒体的转运，所以肉碱酰基转移酶1是脂肪酸氧化的限速酶。脂肪酸合成的限速酶是乙酸CoA 羧化酶，催化乙酸辅酶A生成丙二酸单酸CoA。当脂肪酸走向合成时，丙二酸单酰CoA浓度就会升高，丙二酸单酰CoA可抑制肉碱酰基转移酶1的活性，这样当脂肪酸合成旺盛时，脂肪酸的分解必然会停止，如此进行两条相反途径的协同调控。3．不同点： （1）脂肪酸合成在胞质中，脂肪酸氧化在线粒体中； （2）脂肪酸合成的酸基载体是 ACP，脂肪酸氧化的酰基载体是辅酶 A；（3）脂肪酸合成的辅酶是NADP“，脂肪酸氧化的辅酶是NAD”、FAD；（4）转运系统不同，脂肪酸合成的起始原料乙酸CoA是通过柠檬酸穿梭系统进行转运的，脂肪酸分解起始物脂酸CoA是通过肉毒碱进行转运的； （5）两条途径完全不同，另外脂肪酸合成消耗能量，脂肪酸分解产生能量。

第八章+脂类代谢练习

脂类代谢练习 （一）名词解释 1、脂肪酸的β-氧化：脂肪酸的β-氧化作用是脂肪酸在一系列酶的作用下，在α碳原子和β碳原子之间 断裂，β碳原子氧化成羧基生成含2个碳原子的乙酰CoA和比原来少2个碳原子的脂肪酸。 2、乙醛酸循环：一种被修改的柠檬酸循环，在其异柠檬酸和苹果酸之间反应顺序有改变，以及乙酸是用 作能量和中间物的一个来源。某些植物和微生物体内有此循环，他需要二分子乙酰辅酶A的参与；并导致一分子琥珀酸的合成。 （二）填空题： 1．脂肪是动物和许多植物主要的能源贮存形式，是由甘油与3分子脂肪酸酯化而成的。 2．在线粒体外膜脂酰CoA合成酶催化下，游离脂肪酸与A TP-Mg2+和CoA-SH反应，生成脂肪酸的活化形式脂酰S-CoA，再经线粒体内膜肉毒碱-脂酰转移酶系统进入线粒体衬质。 3．一个碳原子数为n（n为偶数）的脂肪酸在β-氧化中需经0.5n-1次β-氧化循环，生成0.5n个乙酰CoA 0.5n-1个FADH2和0.5n-1个 NADH+H+。 4.乙醛酸循环中两个关键酶是异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶,使异柠檬酸避免了在三羧酸循环中的两次 脱羧反应,实现从乙酰CoA净合成三羧酸循环的中间物。 5．脂肪酸从头合成的C2供体是乙酰CoA，活化的C2供体是丙二酸单酰CoA，还原剂是NADPH+H+。6．乙酰CoA羧化酶是脂肪酸从头合成的限速酶，该酶以生物素为辅基，消耗ATP，催化丙二酸单酰CoA 与HCO3-生成丙二酸单酰CoA，柠檬酸为其激活剂，长链脂酰CoA为其抑制剂 7．脂肪酸从头合成中，缩合、两次还原和脱水反应时酰基都连接在ACP上，它有一个与CoA一样的4’-磷酸泛酰巯基乙胺长臂。 8．脂肪酸合成酶复合物一般只合成软脂酸，动物中脂肪酸碳链延长由线粒体或内质网酶系统催化；植物的脂肪酸碳链延长酶系定位于细胞溶质。 9．真核细胞中，不饱和脂肪酸都是通过氧化脱氢途径合成的；许多细菌的单烯脂肪酸则是经由厌氧途径合成的。 10．三酰甘油是由3-磷酸甘油和脂酰-CoA在磷酸甘油转酰酶的作用下先形成磷脂酸，再由磷酸酶转变成二酰甘油，最后在二酰甘油转移酶催化下生成三酰甘油。 11．磷脂合成中活化的二酰甘油供体为CDP-二酰甘油，在功能上类似于糖原合成中的UDP-G或淀粉合成中的ADP-G。 （三）选择题 1、下列哪项叙述符合脂肪酸的β氧化：A A．仅在线粒体中进行；B．产生的NADPH用于合成脂肪酸 C．被胞浆酶催化；D．产生的NADPH用于葡萄糖转变成丙酮酸；E．需要酰基载体蛋白参与 2、脂肪酸在细胞中氧化降解从酰基CoA开始 3．下列哪些辅因子参与脂肪酸的β氧化：NAD+ 4．下列关于乙醛酸循环的论述哪些是正确的（多选）？全 A 它对于以乙酸为唯一碳源的微生物是必要的； B 它还存在于油料种子萌发时形成的乙醛酸循环体；